(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚または上下方向に間隔をあけて配置される複数枚のヘッダパネルと、
前記ヘッダパネルの少なくとも１つに、車幅方向に連続して設けられたビードと、
を有し、
前記ビードの突出長が車幅方向中央部から車幅方向端部に向かって漸減されていることを特徴とするルーフヘッダ構造。
【請求項２】
複数枚の前記ヘッダパネルで構成され、
前記ビードが、このビードが設けられたヘッダパネルと異なる他のヘッダパネルに向かって突出されてこのヘッダパネルに接合されていることを特徴とする請求項１に記載のルーフヘッダ構造。
【請求項３】
前記ビードが、車幅方向中央部においてビードの突出方向側にある前記ヘッダパネルに接合されていることを特徴とする請求項２に記載のルーフヘッダ構造。
【請求項４】
複数枚の前記ヘッダパネルで構成され、
前記ビードが、このビードが設けられたヘッダパネルと異なる他のヘッダパネルに向かって突出されてこのヘッダパネルに対し車幅方向に広がりをもった範囲で接触するように突出されていることを特徴とする請求項１に記載のルーフヘッダ構造。
【請求項５】
前記ビードが、車幅方向の複数の箇所でビードの突出方向側にある前記ヘッダパネルに接合されていることを特徴とする請求項４に記載のルーフヘッダ構造。
【請求項６】
前記ヘッダパネルが上方に向かって凸となるように車幅方向に湾曲して形成され、
前記ビードが、下方に向かって突出されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のルーフヘッダ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーフヘッダ構造に関し、さらに詳しくは、車両において上下方向に間隔をあけて配置される１枚または複数枚のヘッダパネル（たとえばヘッダアッパパネルとヘッダロアパネル）で構成されるルーフヘッダ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のルーフヘッダ部を補強するために、たとえば特許文献１には、フロントルーフレールの後方側立上がり壁に、コーナーピースとの接合部から車幅方向略中央部に架けてレインフォースバーを接合した自動車の車体構造が開示されている。
【０００３】
このように、従来では、補強のためにこのようなレインフォースバー等の補強部材をあらたに設けたり、ルーフヘッダ部の構成部材の板厚を増したりする必要があるため、より簡易な構造で効果的に補強できる構成が望まれている。
【特許文献１】特許第２５７８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、簡易な構造で効果的に補強可能なルーフヘッダ構造を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、１枚または上下方向に間隔をあけて配置される複数枚のヘッダパネルと、前記ヘッダパネルの少なくとも１つに、車幅方向に連続して設けられたビードと、を有し、前記ビードの突出長が車幅方向中央部から車幅方向端部に向かって漸減されていることを特徴とする。
【０００６】
したがって、ビードによってヘッダパネルが補強される。ルーフヘッダ構造としても、ヘッダパネルにビードを設けるだけの簡単な構造で、効果的に補強できる。ビードの突出長は車幅方向中央部から車幅方向端部に向かって漸減されており、急激に変化する部分がないので、局所的な強度低下を抑制することができる。また、ビードの突出長は車幅方向端部側において車幅方向中央部よりも短くなっていることになるので、車室内の空間を広く確保できる。
【０００７】
なお、ルーフヘッダ構造を構成するヘッダパネルの枚数は特に限定されず、１枚であってもよいが、一般的には、ヘッダアッパパネルとヘッダロアパネルの２枚で構成されることが多い。複数枚のヘッダパネルで構成されている場合には、その少なくとも１枚にビードが設けられていればよい。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、複数枚の前記ヘッダパネルで構成され、前記ビードが、このビードが設けられたヘッダパネルと異なる他のヘッダパネルに向かって突出されてこのヘッダパネルに接合されていることを特徴とする。
【００１１】
このように、ビードと、ビードの突出方向側にあるヘッダパネルとを接合することで、接合しない構造と比較して、より効果的に補強できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記ビードが、車幅方向中央部においてビードの突出方向側にある前記ヘッダパネルに接合されていることを特徴とする。
【００１４】
このように、車幅方向中央部においてビードとヘッダパネルとを接合するだけの簡単な構造で、ルーフヘッダ構造をより効果的に補強できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、複数枚の前記ヘッダパネルで構成され、前記ビードが、このビードが設けられたヘッダパネルと異なる他のヘッダパネルに向かって突出されてこのヘッダパネルに対し車幅方向に広がりをもった範囲で接触するように突出されていることを特徴とする。
このように、車幅方向に広がりをもった範囲でビードとヘッダパネルが接触している構成でも、ルーフヘッダ構造を効果的に補強できる。
【００１６】
なお、この「車幅方向に広がりをもった範囲で接触」とは、ビードとヘッダパネルとが車幅方向に線状に接触しているものを含むのはもちろんであるが、このほかにも、たとえば、点状の接触箇所が車幅方向に複数存在しているものも含む。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記ビードが、車幅方向の複数の箇所でビードの突出方向側にある前記ヘッダパネルに接合されていることを特徴とする。
【００１８】
車幅方向の複数の箇所でビードとヘッダパネルを接合するので、ルーフヘッダ構造をより効果的に補強できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記ヘッダパネルが上方に向かって凸となるように車幅方向に湾曲して形成され、前記ビードが、下方に向かって突出されていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、ルーフヘッダ構造の図心位置がヘッダパネルの下側、すなわち湾曲の内側に移動することになるので、たとえばヘッダパネルに車幅方向両端から圧縮力が作用した場合でも、ルーフヘッダ構造の幅方向中央部に作用する曲げモーメントに抗して、座屈を効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、簡易な構造で効果的にルーフヘッダ構造を補強できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１には、本発明の第１実施形態に係るフロントヘッダ部２２を備えた自動車１２が示されている。また、図２には、フロントヘッダ部２２の具体的な構造が示されている。なお、以下の実施形態では、本発明のルーフヘッダ構造の例として、自動車１２のルーフ１４のフロント部分に位置するフロントヘッダ部２２を挙げる。各図面において、車両前方を矢印ＦＲで、車両上方を矢印ＵＰで、車両幅方向外側を矢印ＯＵＴでそれぞれ示す。
【００２３】
フロントヘッダ部２２は、自動車のフロントピラー１６を繋ぐ上下一対のヘッダアッパパネル２４とヘッダロアパネル２６とを有している。ヘッダアッパパネル２４及びヘッダロアパネル２６はいずれも、ルーフ１４の形状に合わせて上に凸となるよう湾曲しており、上方からの荷重に対する強度を向上させると共に、車室内を広く確保できるようになっている。
【００２４】
図２（Ａ）から分かるように、ヘッダアッパパネル２４には、車幅方向に連続するビード２８が形成されている。図２（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、ビード２８は、ヘッダアッパパネル２４の車両前後方向中央において、ヘッダアッパパネル２４を部分的に下方に突出させることで構成されており、ビード２８の断面は略矩形とされている。
【００２５】
また、図２（Ｃ）と図２（Ｂ）及び図２（Ｄ）とを比較しても分かるように、ビード２８の深さは、車幅方向中央部が最も深く、車幅方向両端に向かって漸減している。そして、ビード２８の突出端（下端）は、車幅方向中央においてヘッダロアパネル２６に接触しており、この接触部分が接合部３０とされて、ビード２８とヘッダロアパネル２６とが接合されている。
【００２６】
このような構成とされた第１実施形態のフロントヘッダ部２２では、ビード２８によってヘッダアッパパネル２４が補強され、さらに、フロントヘッダ部２２全体としても補強されている。したがって、ビード２８を設けだけの簡易な構造で、フロントヘッダ部２２を確実に補強して、外力に対して不用意な変形を防止可能となっている。
【００２７】
図３には、本実施形態のようにビード２８を設けたフロントヘッダ部２２の図心位置Ｔ１と、比較例としてビード２８がないフロントヘッダ部（ビードがない点以外は、本実施形態と同様の構成）のフロントヘッダ部の図心位置Ｔ２とが、それぞれ二点鎖線で示されている。この図３から、ビード２８がないフロントヘッダ部の図心位置Ｔ２に対し、ビード２８を有する本実施形態のフロントヘッダ部２２の図心位置Ｔ１は下がっていることが分かる。
【００２８】
ここで特に、図３に示すように、フロントヘッダ部２２に横力Ｆが作用した場合を考える。フロントヘッダ部２２は上に凸に湾曲しているので、フロントヘッダ部２２の車幅方向中央には曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントは、フロントヘッダ部２２の両端を結ぶ線（横力Ｆの作用線Ｌ）と、図心位置Ｔ１、Ｔ２との距離（車幅方向中央部での距離図面では、δ１、δ１で示す）に比例する。したがって、上記のように、フロントヘッダ部２２の図心位置Ｔ１が下がっている本実施形態では、図３に示すように図心位置Ｔ２が下がっていない構成と比較して曲げモーメントが減少するため、座屈をより確実に防止できる。
【００２９】
しかも、補強のための部材をあらたに設けたり、ヘッダアッパパネル２４やヘッダロアパネル２６の板厚を増したりする必要がないので、簡単な構造となり、重量増を招くこともない。
【００３０】
なお、ビード２８の有無のそれぞれの構成での、フロントヘッダ部の下面中央での応力δ２、δ１、及び応力低下代Δδは、以下のようになる。
・ビード無の場合の応力
σ２＝Ｆ／Ａ＋Ｆδ２（δ２−ｄ）／ＥＩ
・ビード有の場合の応力
σ１＝Ｆ／Ａ＋Ｆδ１（δ１−ｄ）／ＥＩ
・応力低下
Δσ＝Ｆ（δ２（δ２−ｄ）−δ１（δ１−ｄ）／ＥＩ
ただし、
Ｆ：フロントヘッダ部に端部から作用する横力
Ａ：断面積
Ｅ：縦弾性係数
Ｉ：断面二次モーメント
δ１：力Ｆの作用線Ｌから図心位置Ｔ２までの距離
δ２：力Ｆの作用線Ｌから図心位置Ｔ１までの距離
ｄ：力Ｆの作用線Ｌから接合部３０までの距離
である。
【００３１】
これから、たとえ図心位置の低下分が僅かであっても、大きな応力低下を達成することが可能であることがわかる。
【００３２】
図４には、本発明の第２実施形態のフロントヘッダ部６２が示されている。第２実施形態では、第１実施形態と比較して、ビード６８の形状が異なっているが、他は同一の構成とされている。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
第２実施形態のビード６８は、車幅方向全体にわたってヘッダロアパネル２６に接触するように、その形状が決められている。
【００３４】
そして、図４（Ｂ）〜（Ｄ）からも分かるように、車幅方向中央だけでなくその両側の位置も接合部３０とされて、ビード６８とヘッダロアパネル２６とが接合されている。
【００３５】
このような構成の第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ビード６８を設けた簡易な構造で、フロントヘッダ部６２を補強して、外力による不用意な変形を防止可能となっている。
【００３６】
また、第１実施形態と比較して、ビード６８がヘッダロアパネル２６とより多くの接合部３０で接合されているので、効果的に補強できる。これに対し、第１実施形態のように接合部３０を１箇所のみとすると、製造工程が少なくて済む。
【００３７】
なお、上記説明では、ビード２８またはビード６８をヘッダアッパパネル２４から下に突出させた構成を挙げたが、フロントヘッダ部２２を補強するための構成は、これに限定されない。たとえば、ビード２８をヘッダアッパパネル２４から上に突出させた構成であっても、ビード２８を設けていない構成と比較すると、補強されていることになる。また、ヘッダロアパネル２６に対し、上に突出するビードや下に突出するビードを設けてもよい。
【００３８】
ただし、下に突出するビードをヘッダロアパネル２６に設けると、車室内を広く確保することが難しくなる。また、上に突出するビードをヘッダアッパパネル２４やヘッダロアパネル２６に設けると、図心位置も高くなる。したがって、上記したように、フロントヘッダ部の図心位置を下げて、横力Ｆ等が作用したときの応力低下を確実に確保するためには、下に突出するビードをヘッダアッパパネル２４に設けることが好ましい。
【００３９】
本発明の適用対象は、上記したフロントヘッダ部２２に限定されない。たとえば、図１に示すように、リヤヘッダ部３２でもよく、ようするに、複数のヘッダパネルで構成されるルーフヘッダ部に、本発明のルーフヘッダ構造を適用できる。
【００４０】
また、ルーフヘッダ部を構成しているヘッダパネルの数も、上記の２枚（ヘッダアッパパネル２４とヘッダロアパネル２６）に限定されない。１枚のみ、あるいは３枚以上のヘッダパネルで構成されていても、本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明が適用される自動車を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るフロントヘッダ部を模式的に示し、（Ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るフロントヘッダ部の図心位置を横力が作用した場合で示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るフロントヘッダ部を模式的に示し、（Ａ）は図２（Ａ）と同位置での断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るフロントヘッダ部の図心位置を横力が作用した場合で示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１２  自動車
１４  ルーフ
１６  フロントピラー
２２  フロントヘッダ部
２４  ヘッダアッパパネル
２６  ヘッダロアパネル
２８  ビード
３０  接合部
３２  リヤヘッダ部
６２  フロントヘッダ部
６８  ビード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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